南昌大學(xué)光氫儲充獨立智能微電網(wǎng)系統(tǒng)是由光伏車棚、氫燃料電池、鋰離子電池組成的完全不依賴于電網(wǎng)為電動車輛充電的獨立清潔電力系統(tǒng)，為南昌大學(xué)“新材料技術(shù)”世界一流學(xué)科建設(shè)項目之一，由南昌大學(xué)光伏研究院承擔(dān)。

該系統(tǒng)電力部分由44 kWp光伏組件(單面標(biāo)稱功率)、120kWh鋰離子電池和5kW氫燃料電池組成，其中集成應(yīng)用了南昌大學(xué)光伏研究院在非晶硅/晶體硅異質(zhì)結(jié)(HAC)高效雙面進光太陽電池和鋰離子電池高容量硅-碳負極材料技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用成果，后續(xù)還將采用光伏研究院研制的低成本高效制氫劑與配套連續(xù)供氫系統(tǒng)。所采用的太陽電池在現(xiàn)場雙面自然進光綜合光電轉(zhuǎn)換效率為23～26 %;鋰離子電池負極材料比容量為430mAh/g;低成本高效制氫劑效率為1 L/g，成本低于3元/kg。

氫燃料電池發(fā)電目前成本尚高，鮮有商業(yè)應(yīng)用，更缺乏在微電網(wǎng)電力配合運行中的數(shù)學(xué)模型與控制系統(tǒng)研究和應(yīng)用數(shù)據(jù)。但國內(nèi)外氫能發(fā)展大勢之下，其成本的大幅下降和短期未來的大規(guī)模應(yīng)用發(fā)展是可以預(yù)期的。本項目在此開展領(lǐng)先一步的開拓，迎接大規(guī)模清潔氫能與光伏和儲能并舉時代的到來。


在保證系統(tǒng)運行安全可靠，高質(zhì)量地提供充電服務(wù)的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)設(shè)置了較強的檢測與研究功能。包括多能互補控制研究、能量分配控制研究、交直流混合控制研究、儲能變流器控制和與面向電動汽車應(yīng)用的微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)與組元優(yōu)化研究等;系統(tǒng)還將為制氫劑及供氫系統(tǒng)與燃料電池對接運行性能優(yōu)化、n型高效異質(zhì)結(jié)雙面太陽電池運行輸出特性跟蹤和晶體硅增強石墨基負極的三元鋰離子電池運行性能跟蹤提供實用環(huán)境平臺。系統(tǒng)還具備良好的開放性，支持本院和協(xié)作單位進行二次開發(fā)優(yōu)化。

系統(tǒng)智能化運行基本策略為：優(yōu)先使用光伏陣列發(fā)電供電和為鋰離子電池堆充電，光伏陣列發(fā)電不足時啟動鋰離子電池堆供電，二者均不足時啟動氫燃料電池系統(tǒng)供電和為鋰離子電池堆充電，其中所涉啟閉、分配條件和參數(shù)由系統(tǒng)在運行中不斷學(xué)習(xí)優(yōu)化并自動執(zhí)行。

中國光伏技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展使光伏發(fā)電成本大幅度降低，不僅將光伏電力提前推上了大規(guī)模平價上網(wǎng)的軌道，也激發(fā)了光伏與儲能和其它清潔電力技術(shù)多能互補的分布式獨立微電網(wǎng)供電市場的發(fā)展。南昌大學(xué)光伏研究院將以本項目作為進入這一未來重要能源技術(shù)領(lǐng)域的第一步，持續(xù)致力多能互補獨立清潔能源電力技術(shù)的研發(fā)和工程實現(xiàn)，期待國內(nèi)外同道和同行的大力協(xié)作和指導(dǎo)。